[發(fā)明專利]光電裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980031726.2
• 申請(qǐng)日: 2019-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN112384846A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·阿貝迪亞斯?fàn)?/a>;A·J·齊爾基;吳東潤(rùn);張毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洛克利光子有限公司
• 主分類號(hào): G02F1/01
• 分類號(hào): G02F1/01;G02F1/025
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊子碩;陳嵐

公開了一種光電裝置。所述光電裝置包括：設(shè)置在所述裝置的基板上的肋形波導(dǎo)，所述肋形波導(dǎo)包括脊部分和板部分；加熱器，所述加熱器設(shè)置在所述板部分內(nèi)；熱隔離溝槽，所述熱隔離溝槽與所述肋形波導(dǎo)相鄰并且延伸到所述裝置的所述基板中；以及所述基板內(nèi)的熱隔離空腔，所述熱隔離空腔直接連接到所述熱隔離溝槽，并且跨所述肋形波導(dǎo)的寬度的至少一部分在至少所述肋形波導(dǎo)與所述基板之間延伸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方案涉及一種光電裝置，并且具體地涉及一種包括或?yàn)闊嵝室葡嗥鞯墓怆娧b置，所述熱效率移相器包括熱隔離溝槽和空腔。

背景技術(shù)

高效移相器是各種應(yīng)用中的光子集成電路的重要構(gòu)建塊。例如，光開關(guān)和光相位陣列通常包含數(shù)十或數(shù)百個(gè)移相器。熱光移相器的操作原理是材料的折射率取決于溫度。材料的折射率響應(yīng)于溫度變化而變化的程度通過以下熱光系數(shù)分類：。

因此，考慮到需要相對(duì)大量的移相器，期望使移相器的功耗最小化。可利用適當(dāng)?shù)臒岣綦x使熱光移相器非常高效(相移大約為1mW)。然而，在此類移相器的效率與速度之間存在權(quán)衡。良好的熱隔離可提高效率，同時(shí)顯著降低速度。通常，速度是移相器的重要性能指標(biāo)。

例如，F(xiàn)ang, Qing等人的“Ultralow power silicon photonics thermo-optic switch with suspended arms” IEEE Photon, Technol. Letter. 23.8 (2011): 525-527展示了一種響應(yīng)時(shí)間為約266 μs的高效熱光加熱器(0.49 mW/)。

接著需要優(yōu)化加熱器和熱隔離設(shè)計(jì)，以便同時(shí)滿足效率和速度的需求。

發(fā)明內(nèi)容

因此，在第一方面，本發(fā)明的實(shí)施方案提供了一種光電裝置，其包括：

設(shè)置在所述裝置的基板上的肋形波導(dǎo)，所述肋形波導(dǎo)包括脊部分和板部分；

加熱器，所述加熱器設(shè)置在所述板部分內(nèi)；

熱隔離溝槽，所述熱隔離溝槽與所述肋形波導(dǎo)相鄰并且延伸到所述裝置的所述基板中；以及

所述基板內(nèi)的熱隔離空腔，所述熱隔離空腔直接連接到所述熱隔離溝槽，并且跨所述肋形波導(dǎo)的寬度的至少一部分在所述肋形波導(dǎo)與所述基板之間延伸。

由于所述加熱器和所述肋形波導(dǎo)可(在很大程度上)與周圍裝置熱去耦，因此這種光電裝置傳遞出顯著熱效率。熱隔離溝槽可在水平方向上(即，與波導(dǎo)和板相同的平面中)提供熱隔離，而熱隔離空腔可在豎直方向上(即，垂直于板)提供熱隔離。例如，本發(fā)明的實(shí)施方案可使用在1 mW與20 mW之間以及在10 μs與50 μs之間的10%至90%響應(yīng)時(shí)間(即，裝置的功率輸出從電壓輸出曲線的峰谷之間的幅值總變化的10%增加到90%所花費(fèi)的時(shí)間)來實(shí)現(xiàn)相移。

現(xiàn)在將闡述本發(fā)明的任選特征。這些可單獨(dú)應(yīng)用或與本發(fā)明的任何方面組合應(yīng)用。

所述肋形波導(dǎo)可以是脊波導(dǎo)，因?yàn)樗▋H所述脊部分而不包括板部分。所述光電裝置可以是移相器。所述光電裝置可以是電吸收調(diào)制器或光電二極管，包括相移或相調(diào)諧能力。

所述加熱器如在平行于所述波導(dǎo)的引導(dǎo)方向的方向上所測(cè)量的長(zhǎng)度可在50 μm與500 μm之間。所述熱隔離溝槽或每個(gè)熱隔離溝槽如在平行于所述波導(dǎo)的所述引導(dǎo)方向的方向上所測(cè)量的長(zhǎng)度可在0.5L_h與1.0L_h之間，其中L_h是如在所述波導(dǎo)的所述引導(dǎo)方向上所測(cè)量的所述加熱器的長(zhǎng)度。

所述熱隔離溝槽可定位在所述加熱器的與所述脊部分相反的一側(cè)上。